KR102186361B1 - 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화상을 표시하는 표시 패널; 소리를 제공하는 음향 소자; 및 상기 표시 패널을 수납하여 상기 표시 패널의 배면을 보호하는 배면 섀시를 포함하며, 상기 음향 소자는 상기 배면 섀시에 부착되어 있으며, 적어도 하나의 오픈부가 상기 음향 소자 주변에 위치하는 표시 장치에 대한 것이다.
Description
본 발명은 표시 장치에 대한 것으로 화상을 표시하는 것 외에 소리 또는 진동을 발생시키는 표시 장치에 대한 것이다.
표시 장치는 기존의 음극선관을 이용한 CRT(cathode ray tube) 방식에서 발전하여 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel), OLED(organic light emitting display), EWD(electrowetting Display), EPD(electrophoretic display), EMD(embedded micro cavity display), NCD (nano crystal display) 등의 다양한 평면 표시 장치가 개발되고 있다.
이러한 평판 표시 장치 중에서 근래에 각광받고 있는 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(CRT, cathode ray tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치가 필요한 거의 모든 정보처리 기기에 장착되어 사용되고 있다. 액정 표시 장치는 일반적으로 공통 전극과 색필터(color filter)등이 형성되어 있는 상부 기판과 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다.
액정 표시 장치에서 액정 표시 패널은 스스로 발광하지 못하는 수광 소자이므로, 액정 표시 패널 하부에서 액정 표시 패널에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛을 구비하고 있다.
한편, 평판 표시 장치 중 유기 발광 표시 장치는 스스로 빛을 방출 시키는 발광 다이오드를 포함하여 백라이트를 사용하지 않는 장점이 있다.
하지만, 이와 같은 표시 장치는 모두 화상을 표시하는 기능만을 가지며, 소리를 제공하기 위해서는 별도의 스피커를 설치해야 하는 단점이 있다.
또한, 터치 감지의 표시 장치도 많이 사용되고 있는데, 터치 또는 동작을 감지하기 위해서는 터치 센서를 포함하는 패널을 추가 형성하거나, 표시 장치 내에 터치 센서를 함께 형성하여야 하여 추가 비용이 발생한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 별도의 스피커를 설치하지 않고서도 소리를 발생시킬 수 있거나 별도의 터치 패널/터치 센서의 추가 없이도 터치 또는 동작 감지가 가능하도록 한 표시 장치를 제공하고자 한다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 패널; 소리를 제공하는 음향 소자; 및 상기 표시 패널을 수납하여 상기 표시 패널의 배면을 보호하는 배면 섀시를 포함하며, 상기 음향 소자는 상기 배면 섀시에 부착되어 있으며, 적어도 하나의 오픈부가 상기 음향 소자 주변에 위치한다.
상기 적어도 하나의 오픈부는 상기 배면 섀시에 위치할 수 있다.
상기 음향 소자와 상기 배면 섀시 사이의 공간은 울림통 역할을 할 수 있다.
상기 배면 섀시는 상기 공간을 구획할 수 있다.
상기 배면 섀시는 상기 공간에 대응하여 돌출 영역을 가질 수 있다.
상기 적어도 하나의 오픈부는 상기 돌출 영역에 인접하여 위치할 수 있다.
상기 적어도 하나의 오픈부는 상기 돌출 영역의 가장자리와 평행하게 배치될 수 있다.
상기 돌출 영역과 상기 음향 소자는 일대일 대응할 수 있다.
상기 음향 소자는 상기 돌출 영역내에 위치할 수 있다.
소리를 제공하며, 상기 배면 섀시에 부착되어 있는 또 다른 음향 소자를 더 포함하며, 상기 배면 섀시는 또 다른 돌출 영역을 가지고, 상기 또 다른 음향 소자는 상기 또 다른 돌출 영역의 내에 위치할 수 있다.
상기 돌출 영역과 상기 또 다른 돌출 영역은 서로 연결되어 있을 수 있다.
소리를 제공하며, 상기 배면 섀시에 부착되어 있는 또 다른 음향 소자를 더 포함하며, 상기 음향 소자와 상기 또 다른 음향 소자는 동일한 돌출 영역 내에 위치할 수 있다.
상기 표시 패널은 유기 발광 표시 패널일 수 있다.
상기 음향 소자는 한 쌍의 전극과 그 사이에 위치하는 진동 물질층을 포함할 수 있다.
상기 음향 소자와 상기 배면 섀시를 부착시키는 접착제를 더 포함하며, 상기 접착제는 비전도성 에폭시를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널은 기판, 인쇄 회로 기판, 및 연성 회로 기판을 포함하며, 상기 표시 패널의 상기 기판은 상기 연성 회로 기판을 통하여 상기 인쇄 회로 기판과 연결되어 있으며, 앰프는 상기 인쇄 회로 기판에 형성될 수 있다.
상기 음향 소자의 진동 물질층은 가청 주파수 외의 주파수의 진동도 발생시키며, 상기 가청 주파수 외의 주파수의 변화를 감지하여 사용자의 터치를 감지하여 햅틱 기능을 구현할 수 있다.
상기 음향 소자가 외부의 압력에 의하여 생성된 전압을 이용하여 압력 감지를 수행할 수 있다.
상기 표시 장치는 마이크를 더 포함하며, 상기 음향 소자에서 방출된 가청 주파수 이외의 주파수의 진동이 사용자의 동작에 따른 도플러 효과에 따라 변조된 후 상기 마이크에서 감지하여 사용자의 동작을 감지할 수 있다.
상기 표시 장치에 전원을 공급하는 배터리를 더 포함하며, 상기 음향 소자가 진동하면서 발생하는 전압을 상기 배터리로 전달하여 상기 배터리를 충전시킬 수 있다.
상기 음향 소자의 개수는 2 이상일 수 있다.
상기 2 이상의 음향 소자는 상기 음향 소자와 상기 배면 섀시의 사이에 위치하는 공간에 위치할 수 있다.
이상과 같이 전계를 인가받아 소리를 제공하는 피에조(piezo) 물질(예를 들어, PVDF나 PZT 등의 물질)을 형성하여 표시 장치에서 소리를 제공한다. 또한, 가청 주파수가 아닌 진동을 이용하여 사용자가 터치 한 경우 이를 피드백 받아서 터치 감지를 하도록 할 수 있어 별도의 터치 스크린을 형성하지 않을 수 있다. 또한, 도플러 효과에 의하여 표시 장치의 주변에서 손의 이동을 감지할 수 있어 별도의 동작 센서를 포함시키지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 배면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 배면도이다.
도 5 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 특성을 도시한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 진동 특성을 촬영한 사진이다.
도 12 내지 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 다양한 실시예를 도시한 도면이다.
도 19 내지 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 음향 소자의 구조를 도시한 도면이다.
도 23 및 도 24는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에서 앰프를 도시한 도면이다.
도 25 내지 도 29는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치가 사용 가능한 구동 특성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 배면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 배면도이다.
도 5 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 특성을 도시한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 진동 특성을 촬영한 사진이다.
도 12 내지 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 다양한 실시예를 도시한 도면이다.
도 19 내지 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 음향 소자의 구조를 도시한 도면이다.
도 23 및 도 24는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에서 앰프를 도시한 도면이다.
도 25 내지 도 29는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치가 사용 가능한 구동 특성을 도시한 도면이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도 1 및 도 2를 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 배면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(70)와 표시 패널(70)을 수납하고 그 배면을 보호하며, 돌출 영역(28-1)을 가지는 배면 섀시(28), 돌출 영역(28-1) 내에 위치하는 음향 소자(27)를 포함한다.
도 1의 실시예에서의 표시 패널(70)은 빛을 스스로 발광하는 표시 패널이거나 광원으로부터 빛을 받아서 화상을 표시하는 수광형 표시 패널일 수 있다. 빛을 스스로 발광하는 표시 패널로는 유기 발광 표시 패널 등이 있으며, 수광형 표시 패널로는 액정 표시 패널 등이 있다. 수광형 표시 패널에는 백라이트 유닛을 포함하고 있을 수 있다.
표시 패널(70)은 다수의 TFT(thin film transistor, 박막 트랜지스터)로 이루어진 TFT 기판을 포함하며, TFT 기판은 매트릭스상의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 투명한 절연 기판으로, 소스 단자에는 데이터선이 연결되고, 게이트 단자에는 게이트선이 연결되어 있다. 그리고 드레인 단자에는 도전성 재질로서 투명한 ITO(indium tin oxide, 인듐 틴 옥사이드)로 이루어진 화소 전극이 연결되어 있을 수 있다. 표시 패널(70)의 상세 구조는 표시 패널의 종류 및 실시예 별로 다양할 수 있다.
도 1의 표시 패널(70)은 표시 패널 어셈블리 일 수 있다. 즉, 도 1의 표시 패널(70)은 표시 패널을 포함하는 어셈블리로 표시 패널 외에 집적 회로 칩(integrated circuit chip, IC chip) 및 연성 회로 기판(flexible printed circuit board, FPC)을 포함하여 표시 패널을 구동하는 구동부를 더 포함할 수 있다.
표시 패널(70)의 데이터선 및 게이트선은 연성 회로 기판에 연결되어 연성 회로 기판으로부터 전기적인 신호가 입력되면 TFT의 소스 단자와 게이트 단자에 이 전기적인 신호가 전달되고, 이중 게이트선을 통하여 게이트 단자에 인가되는 주사 신호에 따라 TFT는 턴 온 또는 턴 오프 되어 데이터선을 통하여 소스 단자에 인가되는 화상 신호가 드레인 단자로 전달 또는 차단된다. 연성 회로 기판은 표시 패널의 외부로부터 영상 신호를 입력받아 표시 패널의 데이터선과 게이트선에 각각 구동 신호를 인가한다.
연성 회로 기판은 표시 장치(100)를 구동하기 위한 신호인 화상 신호와 주사 신호, 그리고 이들 신호들을 적절한 시기에 인가하기 위한 복수의 타이밍 신호들을 발생시키고, 화상 신호와 주사 신호를 표시 패널(70)의 게이트선 및 데이터선에 각각 인가한다. 뿐만 아니라 본 발명의 실시예에 따른 연성 회로 기판에서는 음향 신호를 증폭하고 전달하는 앰프(도 23 참고)도 형성되어 있을 수 있다. 앰프는 외부로부터 전달받은 음향 신호를 전달받아 이를 증폭하여 음향 신호 배선을 통하여 음향 소자(27)로 음향 신호를 전달한다.
표시 패널(70)은 몰드 프레임을 더 포함할 수 있으며, 몰드 프레임에 의하여 표시 패널이 고정될 수 있다. 뿐만 아니라 표시 패널(70)의 전면 방향으로 이탈되는 것을 막기 위하여 탑 섀시를 더 포함할 수도 있다.
이와 같은 표시 패널(70)의 배면을 보호하기 위하여 배면 섀시(28)가 포함되어 있다. 배면 섀시(28)는 바텀 섀시 또는 백 섀시 등의 이름으로 불릴 수도 있는데, 표시 패널(70)의 배면에 위치하면서 표시 패널(70)을 수납하고 보호하는 역할을 한다. 이와 같은 배면 섀시(28)는 실시예에 따라서는 표시 패널(70)의 몰드 프레임이나 탑 섀시와 결합하여 표시 패널(70)을 보호할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 다른 배면 섀시(28)는 배면 방향으로 돌출되어 있는 돌출 영역(28-1)을 포함한다. 도 1에서의 돌출 영역(28-1)의 돌출 정도 및 넓이는 확대되어 도시되어 있는 것으로, 실제 돌출된 정도가 육안으로 용이하게 시인되지 않을 정도일 수도 있다.
돌출 영역(28-1)은 음향 소자(27)가 위치하는 영역으로 음향 소자(27)에서 제공되는 소리를 증폭시키는 울림통 역할을 할 수 있다.
배면 섀시(28)의 돌출 영역(28-1)의 내면에는 접착제(51)에 의하여 음향 소자(27)가 부착되어 있다. 접착제(51)는 비전도성 에폭시를 포함하는 접착제를 사용할 수 있다. 이 때, 접착제(51)를 건조시키기 위하여 열을 가하거나 자연 건조를 진행할 수 있는데, 음향 소자(27)에 열을 가하는 경우 진동 물질층(27-1)의 특성 저하가 발생한다. 이는 신뢰성 테스트 결과에 의하여 확인되었다. 이에 음향 소자(27)를 부착하는 경우에는 시간이 소요되더라도 자연 건조로 진행할 수 있다. 다만, 음향 소자(27)에서 제공하는 음질이 중요하지 않은 경우(예를 들면, 전화기에서 상대방의 음성을 제공하는 리시버 등)에는 열을 가하여 건조시킬 수도 있다.
음향 소자(27)는 한 쌍의 전극(27-2)과 그 사이에 위치하는 진동 물질층(27-1)을 포함한다. 진동 물질층(27-1)은 상하로 위치하는 한 쌍의 전극(27-2)에서 제공되는 전계에 의하여 진동하는 피에조(piezo) 물질을 포함하며, 피에조 물질의 예로는 PVDF(Poly Vinylidene Fluoride)나 PZT(지르콘 티탄삽 납 세라믹) 등이 있다.
PVDF는 PVDF-TrFE(polyvinylidene fluoride trifluoroethylene)을 포함하며, 플렉서블한 필름 형태로 제작하기 용이한 물질 특성을 가진다. 한편, PZT는 PVDF에 비하여 필름 형태로 제적하기는 어려워 플렉서블한 특성을 가지기 어려운 차이점이 있다. 하지만, 실시예에 따라서는 PZT를 진동 물질층으로 사용하면서도 필름 형태로 형성하기 위해 PZT와 PVDF(또는 PVDF-TrFE)를 혼합하여 사용할 수도 있다.
한편, 한 쌍의 전극(27-2)은 진동 물질층(27-1)의 양측면에 각각 위치하며, 진동 물질층(27-1)에 전계를 제공한다. 전극(27-2)은 ITO, IZO와 같은 투명한 도전체, 불투명한 금속, 도전성 폴리머(conducting polymer) 및 탄소 나노 튜브(CNT) 등 다양한 도전 물질을 사용할 수 있다.
음향 소자(27)는 배면 섀시(28)의 돌출 영역(28-1)의 내면에 부착되어 진동한다. 음향 소자(27)의 진동에 의하여 돌출 영역(28-1)도 진동하게 되고, 그 결과 배면 섀시(28) 전체가 진동하면서 표시 패널(70)에도 진동이 전달되는 문제가 발생할 수 있다. 이는 배면 섀시(28)의 재질 및 음향 소자(27)에서 제공되는 진동의 크기에 따라서 결정되는 것이므로 실제 음향 소자(27)의 진동이 상대적으로 작으면 문제가 발생하지 않을 수도 있다. 음향 소자(27)에서 제공하는 진동으로 문제가 발생할 우려를 제거하기 위하여 배면 섀시(28)의 돌출 영역(28-1)의 주변에는 돌출 영역(28-1)의 경계를 따라서 위치하는 오픈부(28-2)가 형성되어 있다. 오픈부(28-2)는 음향 소자(27)의 진동이 배면 섀시(28)에 그대로 전달되지 않도록 완충하는 역할을 수행할 뿐만 아니라 돌출 영역(28-1)이 진동시 울림통 역할을 충실하게 할 수 있도록 돌출 영역(28-1)의 가동 범위를 향상시키는 역할도 수행한다. 또한, 오픈부(28-2)를 통하여 소리가 외부로 배출되어 사용자가 소리를 용이하게 들을 수 있다.
오픈부(28-2)는 돌출 영역(28-1)의 경계 중 일부와 평행한 구조를 가지며, 그 길이 및 폭은 실시예에 따라서 다양한 구조를 가진다. 인접하는 오픈부(28-2)와도 일정한 간격을 두고 배치되어 있다.
도 2를 참고하면, 오픈부(28-2)는 돌출 영역(28-1)의 내에 위치하고 있는데, 실시예에 따라서는 돌출 영역(28-1)의 외측에 위치할 수도 있다.
도 2를 참고하면, 돌출 영역(28-1)은 원형 구조를 가지며, 원형 구조의 일단에는 선형으로 뻗어있는 배선 연결부(28-3)가 형성되어 있다. 배선 연결부(28-3)는 앰프로부터 음향 소자(27)로 전달되는 음향 신호를 전달하는 음향 신호 배선이 돌출 영역(28-1) 내로 연결되는 부분이다. 배선 연결부(28-3)는 돌출 영역(28-1)과 동일한 정도로 돌출되어 있을 수도 있으며, 실시예에 따라서는 그보다 돌출 정도가 작을 수도 있다.
한편, 실시예에 따라서는 표시 패널(70)의 전면에 강화 유리나 플라스틱으로 형성된 윈도우가 배치되어 있을 수도 있다. 윈도우는 표시 패널(70)의 전면이 외부로부터 손상되는 것을 막는다. 윈도우(30)는 휴대 전화와 같은 휴대용 전자 기기나 기타 전자 기기의 표시측 외면을 구성할 수 있다.
도 1의 실시예에서는 음향 소자(27)가 하나 포함된 실시예를 도시하였지만, 음향 소자(27)의 개수는 2 이상의 복수개를 포함할 수도 있다.
이하에서는 도 3 및 도 4를 이용하여 본 발명의 또 다른 실시예에 대하여 살펴본다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 배면도이다.
도 3 및 도 4의 실시예는 도 2의 실시예와 달리 오픈부(28-2)의 유무 및 위치가 다른 실시예이다.
먼저, 도 3의 실시예를 살펴본다.
도 3의 실시예에 따른 표시 장치(100)는 배면 섀시(28)에 돌출 영역(28-1) 및 배선 연결부(28-3)를 가지지만, 오픈부(28-2)가 포함되어 있지 않은 실시예이다.
한편, 도 4의 실시예에 따른 표시 장치(100)는 배면 섀시(28)에 돌출 영역(28-1), 오픈부(28-2) 및 배선 연결부(28-3)를 가지지만, 도 2의 실시예와 달리 오픈부(28-2)가 돌출 영역(28-1)의 외측에 위치하고 있다. 오픈부(28-2)는 도 2의 실시예와 같이 돌출 영역(28-1)의 경계에 평행하며, 길이와 폭은 실시예에 따라서 다양하게 형성될 수 있다.
이하에서는 도 5 내지 도 11을 통하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(100)의 음향 특성을 살펴본다.
먼저, 도 5 내지 도 10을 통하여 배면 섀시(28)의 특정 위치에서의 진동 특성을 살펴본다.
도 5에서는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(100)의 음향 특성을 측정하기 위한 측정 위치와 음향 소자의 위치를 도시하고 있다.
*도 5에서 도시하고 있는 바와 같이 음향 특성을 실험하기 위한 실시예의 표시 장치(100)에서는 두 개의 음향 소자(speaker)를 포함하는 실시예를 이용하였다. 즉, 도 5의 1 및 2의 위치이며, 배면 섀시(28)의 돌출 영역(28-1) 내측에 두 개의 음향 소자가 위치하고 있다.
배면 섀시(28)는 도 5의 삼각형이 도시된 부분을 고정한 상태이며, 도 5에서는 돌출 영역(28-1) 부근에 오픈부(28-2)가 없는 도 3과 같은 실시예를 도시하고 있지만, 실험시에는 오픈부(28-2)가 없는 도 3과 같은 실시예(e1_base), 오픈부(28-2)가 돌출 영역(28-1)의 내측에 있는 도 2와 같은 실시예(e1_slit in) 및 오픈부(28-2)가 돌출 영역(28-1)의 외측에 있는 도 4와 같은 실시예(e1_slit out)를 이용하여 측정하였다.
또한, 음향 특성을 측정한 위치는 도 5에서 1 내지 5의 위치이며, 각 위치에서의 음향 특성이 도 6 내지 도 10에 도시되어 있다.
도 6의 실시예에서는 1번 위치에서의 음향 특성을 그래프로 도시하고 있으며, 도 7에서는 2번 위치에서의 음향 특성을 도시하고 있고, 도 8에서는 3번 위치에서의 음향 특성을 도시하며, 도 9에서는 4번 위치에서의 음향 특성을 도시하고, 도 10에서는 5번 위치에서의 음향 특성을 도시하고 있다. 도 6 내지 도 10의 그래프는 주파수에 대한 배면 섀시의 강성(stiffness)이며, 강성이 작을수록 소리의 증폭에는 유리한 점을 가진다.
도 6 내지 도 10을 참조하면, 오픈부(28-2)가 없는 실시예 보다는 있는 실시예가 소리 증폭 효과가 좋은 것을 알 수 있으며, 1kHz이하의 저주파수 영역과 3kHz이상의 고주파수 영역에서는 오픈부(28-2)가 돌출 영역(28-1)의 외측에 위치하는 실시예가 소리 증폭 효과가 좋았으며, 그 사이의 중간 주파수 영역에서는 오픈부(28-2)가 돌출 영역(28-1)의 내측에 위치하는 실시예가 소리 증폭 효과가 좋았다.
한편, 도 11에서는 오픈부(28-2)가 없는 도 3과 같은 실시예(No slit), 오픈부(28-2)가 돌출 영역(28-1)의 내측에 있는 도 2와 같은 실시예(slit in) 및 오픈부(28-2)가 돌출 영역(28-1)의 외측에 있는 도 4와 같은 실시예(slit out)를 진동시킨 후 각 주파수에서의 진동 특성을 촬영한 결과를 도시하고 있다.
도 11에 의하면, 도 3과 같이 오픈부(28-2)가 없는 실시예는 음향 소자(27)에 의한 진동이 배면 섀시(28)의 전 영역으로 넓게 퍼져 전체 배면 섀시(28)가 진동하는 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다.
또한, 200~1kHz의 저주파수 영역(저음)과 8k~9kHz의 고주파수 영역(고음)에서는 오픈부(28-2)가 돌출 영역(28-1)의 외측에 위치하는 도 4의 실시예가 소리 증폭 효과가 좋은 것을 확인할 수 있으며, 1.3k~2.7kHz의 중음 영역에서는 오픈부(28-2)가 돌출 영역(28-1)의 내측에 위치하는 도 2의 실시예가 소리 증폭 효과가 좋은 것을 확인할 수 있다.
그러므로 주로 사용하는 소리의 주파수 특성에 따라서 오픈부(28-2)의 위치를 조정할 수 있을 뿐만 아니라, 오픈부(28-2)를 돌출 영역(28-1)의 내측 및 외측에 모두 형성할 수도 있다.
이하에서는 도 12 내지 도 18을 통하여 음향 소자(27) 및 돌출 영역(28-1)의 개수, 위치 및 모양의 변화에 따른 다양한 실시예를 살펴본다.
먼저, 도 12에서는 배면 섀시(28)에서의 돌출 영역(28-1)의 다양한 변형예를 살펴본다.
도 12에서는 돌출 영역(28-1)의 다양한 모양을 도시하고 있다. 도 2에서는 배선 연결부(28-3)를 제외하고는 원통형으로 돌출되어 있는 돌출 영역(28-1)을 도시하였지만, 도 12에서는 배선 연결부(28-3)는 제외하고 돌출 영역(28-1)의 다양한 형상을 도시하고 있다.
돌출 영역(28-1)은 배면의 형상이 원형 외에도 타원형이나 모서리가 둥근 4각형 구조 등 다양한 형상이 도시되어 있다. 도시하고 있는 바와 달리 모서리가 각진 4각형 구조를 가질 수도 있고, 모서리가 둥근 다각형 구조, 모서리가 각진 다각형 구조로 형성될 수도 있다.
돌출 영역(28-1)내에는 하나의 음향 소자(27)가 형성될 수도 있지만, 도 5와 같이 2 이상의 음향 소자(27)가 형성될 수도 있다. 하나의 음향 소자(27)가 위치할 경우에는 돌출 영역(28-1)의 중앙에 위치할 수도 있다.
도 12에서는 크기가 동일한 두 개의 돌출 영역(28-1)이 일정 간격을 두고 배면 섀시(28)에 형성된 실시예도 도시되어 있으며, 서로 다른 크기의 두 개의 돌출 영역(28-1)이 형성된 실시예도 도시되어 있다. 각 돌출 영역(28-1)에는 적어도 하나의 음향 소자(27)가 위치할 수 있으며, 음향 소자(27)는 돌출 영역(28-1)의 중앙에 위치할 수도 있다.
뿐만 아니라, 도 12에서는 두 개의 돌출 영역(28-1)이 중첩하는 모양을 가지는 돌출 영역(28-1)도 도시되어 있다. 즉, 두 개의 서로 다른 원형의 돌출 영역(28-1)이 일부 영역을 서로 중첩하도록 배열되어 하나의 돌출 영역(28-1)을 구성하는 구조도 도시되어 있다. 이와 같은 돌출 영역(28-1)에는 적어도 하나의 음향 소자(27)가 위치할 수 있다. 두 개의 음향 소자(27)가 위치하는 경우에는 하나의 돌출 영역(28-1)을 두 개의 원형의 돌출 영역으로 가상 분할하여 각 원형의 중앙에 두 개의 음향 소자(27)가 각각 위치하도록 할 수도 있다.
도 12에서 도시하고 있는 돌출 영역(28-1)의 형상은 다양한 실시예 중 일부 예를 도시한 것으로 본 발명의 실시예가 도 12의 돌출 영역(28-1)으로 한정되지 않는다.
도 13에서는 원형의 돌출 영역(28-1)을 기본으로 하여 오픈부(28-2) 및 배선 연결부(28-3)를 포함하여 보다 구체적인 배면 섀시(28)의 구조를 도시하고 있다. 오픈부(28-2)의 위치 및 돌출 영역(28-1)의 개수에 따라서 다양한 실시예가 도 13에 도시되어 있다. 도 13의 실시예에서는 음향 소자(27)가 두 개인 실시예를 도시하고 있다.
먼저, 하나의 돌출 영역(28-1)을 가지는 실시예를 살펴본다. 하나의 돌출 영역(28-1)의 내에는 두 개의 음향 소자(27)를 가지며, 하나의 돌출 영역(28-1)에 대응하여 하나의 배선 연결부(28-3)가 형성되어 있다. 이 때, 오픈부(28-2)의 위치가 하나의 실시예는 돌출 영역(28-1)의 외측이며, 다른 하나의 실시예는 돌출 영역(28-1)의 내측이다. 실시예에 다라서는 오픈부(28-2)가 포함되지 않을 수도 있다.
한편, 두 개의 돌출 영역(28-1)이 형성되어 있는 실시예에서는 각 돌출 영역(28-1)에 하나의 음향 소자(27)가 위치되어 있다. 음향 소자(27)는 돌출 영역(28-1)의 중앙에 위치할 수 있다. 각 돌출 영역(28-1)은 하나의 배선 연결부(28-3)을 가진다. 이 때, 오픈부(28-2)의 위치가 하나의 실시예는 돌출 영역(28-1)의 외측이며, 다른 하나의 실시예는 돌출 영역(28-1)의 내측이다. 실시예에 다라서는 오픈부(28-2)가 포함되지 않을 수도 있다.
도 13에서 두 개의 음향 소자(27)가 도시되어 있는데, 두 개의 음향 소자(27)를 사용하면 스테레오의 음향을 사용자에게 제공할 수 있다.
도 13의 실시예에서는 도 12의 다양한 모양의 돌출 영역(28-1) 중 원형의 구조만을 사용하였으므로, 도 12의 실시예와 병합하면, 더 많은 실시예가 형성될 수 있다. 도 12 및 도 13에서 도시하지 않은 변형예도 본 발명의 권리 범위에 포함될 수 있다.
도 14 내지 도 18에서는 배면 섀시(28) 대신에 쿠션 테이프(70-1)를 사용하는 실시예를 중심으로 다양한 실시예를 도시하고 있다. 도 14 내지 도 18의 실시예에서는 배면 섀시(28)가 70으로 표시된 표시 패널(또는 표시 패널 어셈블리)에 포함되어 있을 수도 있다. 즉, 쿠션 테이프(70-1)는 배면 섀시(28)의 배면에 위치할 수도 있으며, 이와 달리 쿠션 테이프(70-1)의 배면에 추가 배면 섀시(28)가 위치하고 있을 수도 있다. 또한, 도 14 내지 도 18에는 표시 패널(70)의 전면에 윈도우(30)가 형성되는 실시예가 있을 수 있어 이를 점선으로 도시하였다. 윈도우(30)는 반드시 포함되어야 할 구성 요소는 아니며, 강화 유리나 플라스틱 등으로 형성되어 표시 패널(70)의 전면이 외부로부터 손상되는 것을 막는다. 윈도우(30)는 휴대 전화와 같은 휴대용 전자 기기나 기타 전자 기기의 표시측 외면을 구성할 수 있다.
먼저, 도 14의 실시예를 살펴본다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(100)는 표시 패널(70), 표시 패널(70)의 배면에 위치하는 음향 소자(27) 및 표시 패널(70)의 배면과 음향 소자(27)를 덮는 쿠션 테이프(70-1)를 포함한다. 실시예에 따라서는 표시 패널(70) 또는 표시 패널 어셈블리(70)의 전면에 윈도우(30)를 포함할 수 있다.
쿠션 테이프(70-1)는 표시 패널(70)의 배면과 음향 소자(27)를 보호하는 역할을 한다. 쿠션 테이프(70-1)는 탄성을 가지는 재질로 형성될 수 있으며, 빛이 차단되는 블랙의 색을 가질 수 있다.
음향 소자(27)를 덮는 쿠션 테이프(70-1)는 도 14에서 도시하고 있는 바와 같이 음향 소자(27) 주변에서 일정 공간이 형성되어 음향 소자(27)의 소리를 울리는 울림통 역할을 하도록 할 수 있다.
실시예에 따라서는 도 14의 70번은 표시 패널이 아닌 표시 패널 어셈블리를 나타낼 수도 있다. 즉, 도 14의 표시 패널(70)은 표시 패널을 포함하는 어셈블리로 표시 패널 외에 집적 회로 칩(integrated circuit chip, IC chip) 및 연성 회로 기판(flexible printed circuit board, FPC)을 포함하여 표시 패널을 구동하는 구동부를 더 포함할 수 있다.
도 14의 실시예에서의 표시 패널(70) 또는 표시 패널 어셈블리는 빛을 스스로 발광하는 표시 패널이거나 광원으로부터 빛을 받아서 화상을 표시하는 수광형 표시 패널일 수 있다. 빛을 스스로 발광하는 표시 패널로는 유기 발광 표시 패널 등이 있으며, 수광형 표시 패널로는 액정 표시 패널 등이 있다. 수광형 표시 패널에는 백라이트 유닛을 포함하고 있을 수 있다.
도 14의 표시 패널(70)은 몰드 프레임을 더 포함할 수 있으며, 몰드 프레임에 의하여 표시 패널이 고정될 수 있다. 뿐만 아니라 표시 패널(70)의 전면 방향으로 이탈되는 것을 막기 위하여 탑 섀시를 더 포함할 수도 있으며, 배면에는 바텀 섀시 또는 백 섀시로 불리는 배면 섀시를 더 포함할 수도 있다.
도 14의 실시예에서는 음향 소자(27)가 하나 포함된 실시예를 도시하였지만, 음향 소자(27)의 개수는 2 이상의 복수개를 포함할 수도 있다.
한편, 도 14의 실시예에서는 표시 패널(70)의 배면과 음향 소자(27)가 직접 접촉하면서 형성되어 있다. 표시 패널(70)의 배면이 별도의 섀시 없이 유리 기판으로 형성되는 경우에는 음향 소자(27)와 유리 기판이 적접 접촉함에 의하여 유리 기판의 손상이 발생될 가능성이 있다.
이에 도 15의 실시예와 같이 표시 패널(70)의 배면에 유리 기판을 보호하는 보호 필름(70-2)을 형성하고, 그 아래에 음향 소자(27) 및 쿠션 테이프(70-1)를 형성하는 실시예도 가능하다.
*도 14 및 도 15의 실시예에서는 쿠션 테이프(70-1)가 음향 소자(27)를 덮고, 음향 소자(27) 주변에서 생기는 공간에 의하여 소리가 울려 증폭되는 특성을 가질 수 있다.
하지만, 실제 음향 소자(27)의 높이가 높지 않은 경우에는 쿠션 테이프(70-1)와의 공간이 좁아 울림통의 역할을 하기에는 불충분할 수 있다.
이에 이하에서는 도 16 및 도 17을 통하여 쿠션 테이프(70-1)에 울림 공간(70-11)을 형성한 실시예를 살펴본다.
도 16에서 도시하고 있는 바와 같이, 표시 패널(70)의 배면에는 음향 소자(27)가 접하고 있다. 표시 패널(70) 배면에는 표시 패널(70)의 배면과 접하며, 음향 소자(27)에 대응하며, 오목하게 파여 있는 울림 공간(70-11)을 가지는 쿠션 테이프(70-1)가 위치하고 있다.
이와 같은 실시예는 울림 공간(70-11)을 필요에 따라서 충분한 크기로 형성할 수 있어 음향 소자(27)로부터 제공되는 소리를 충분히 증폭시킬 수 있다.
도 16의 실시예에서는 음향 소자(27)가 표시 패널(70)의 배면에 부착되어 있을 수 있는데, 도 17에서는 음향 소자(27)가 쿠션 테이프(70-1)의 울림 공간(70-11)내에 고정되어 있는 실시예를 도시하고 있다.
도 17에서 도시하고 있는 바와 같이 쿠션 테이프(70-1)의 울림 공간(70-11)내에는 고정 돌출부(70-12)가 형성되어 있어 음향 소자(27)가 고정 돌출부(70-12)에 고정되어 쿠션 테이프(70-1)의 울림 공간(70-11)내에 고정되어 있다. 도 17의 실시예에서 쿠션 테이프(70-1)와 고정 돌출부(70-12)는 동일한 재질일 수도 있지만, 서로 다른 재질로 접착제 등으로 부착되어 있을 수도 있다.
도 17의 실시예에서는 음향 소자(27)가 표시 패널(70)의 배면과 접촉하고 있지만, 접착제로 부착되어 있지 않을 수 있으며, 고정 돌출부(70-12)에 의하여 표시 패널(70)의 배면과 밀착되어 고정되어 있을 수 있다. 고정 돌출부(70-12)는 음향 소자(27)가 접착제에 의하여 부착되지 않더라도 위치가 변하지 않도록 해주는 역할을 한다.
한편, 실시예에 따라서는 음향 소자(27)를 덮는 구성 요소가 없는 실시예도 가능하다. 즉, 도 18에서 도시하고 있는 표시 장치와 같이 음향 소자(27)는 표시 패널(70)의 배면에 위치하며, 그 배면에는 아무런 구성 요소도 형성되지 않을 수 있다.
이하에서는 도 19 내지 도 22를 통하여 음향 소자(27)의 변형예를 살펴본다.
도 19 내지 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 음향 소자의 구조를 도시한 도면이다.
먼저, 도 19의 음향 소자(27)를 살펴본다.
도 19는 음향 소자(27)의 일부분의 단면을 도시하고 있으며, 한 쌍의 전극(27-2)과 그 사이에 위치하는 진동 물질층(27-1)을 포함한다. 진동 물질층(27-1)은 상하로 위치하는 한 쌍의 전극(27-2)에서 제공되는 전계에 의하여 진동하는 피에조(piezo) 물질을 포함하며, 피에조 물질의 예로는 PVDF(Poly Vinylidene Fluoride)나 PZT(지르콘 티탄삽 납 세라믹) 등이 있다.
진동 물질층(27-1)을 기준으로 하나의 전극(27-2)은 상부에 위치하고, 다른 하나의 전극(27-2)은 하부에 위치하는데, 도 19의 실시예에서는 하부에 위치하는 전극의 일부가 진동 물질층(27-1)의 측면을 타고 올라가서 일부 진동 물질층(27-1)의 상부에 위치(27-21)하는 실시예를 도시하고 있다. 상부에 위치하는 부분은 전극 패드(27-21)를 구성한다. 진동 물질층(27-1)에 전계를 인가하기 위하여 두 전극(27-2)에 배선을 연결해야 하는데, 도 19와 같이 하부 전극(27-2)의 전극 패드(27-21)가 상부에 위치하면, 상부에서 두 전극에 바로 연결할 수 있다는 장점이 있다. 그 결과 음향 소자(27)의 하부는 접착제 등으로 부착하더라고 상부를 통하여 신호를 인가받을 수 있다.
도 19에서와 같은 단면을 가지는 음향 소자(27)를 상부에서 보면 도 20과 같을 수 있다. 음향 소자(27)의 상부에는 두 개의 전극(27-2)이 위치하지만, 대부분은 상부에 위치하는 전극(27-2)이 차지하고, 일부 영역만 하부 전극(27-2)의 전극 패드(27-21)가 위치하고 있으며, 전극 패드(27-21)는 상부 전극(27-2)과 일정 간격을 두고 떨어져 있다. 도 20의 실시예에서는 전극 패드(27-21)는 사각형 구조를 가지며, 원형 중 전극 패드(27-21) 부분을 제외하고는 상부의 전극(27-2)이 위치하고 있다. 그 아래에 위치하는 진동 물질층(27-1)도 원형 구조를 가지며, 하부 전극(27-2)도 원형 구조이며, 하부 전극(27-2)은 진동 물질층(27-1)의 측면을 따라서 전극 패드(27-21)와 연결되어 있다.
이상과 같이 음향 소자(27)는 상부와 하부에 한 쌍의 전극(27-2)이 위치하는 것이 기본인데, 실시예에 따라서는 하나의 전극을 다른 구조물로 변경하여 사용할 수도 있다.
도 21을 참고하면, 음향 소자(27)는 상부의 전극(27-2) 하나와 그 아래의 진동 물질층(27-1)으로 구성되어 있다. 진동 물질층(27-1)의 아래에는 배면 섀시(28)가 위치하고 있다. 배면 섀시(28)가 도전 물질로 형성되어 있으며, 이 때, 배면 섀시(28)와 상부의 전극(27-2)이 한 쌍의 전극 역할을 하여 진동 물질층(27-1)에 전계를 제공한다. 즉, 도 21의 실시예에서는 음향 소자(27)가 부착되는 구성 요소가 도전 물질로 구성되는 경우 일측의 전극을 생략하고, 해당 구성 요소(도 21에서는 배면 섀시(28))를 이용하여 전극 역할도 수행하도록 할 수 있음을 보여준다. 이 때 배면 섀시(28)와 같은 전극을 대체하는 구성 요소는 앰프로부터의 신호외에는 다른 전기적인 신호를 인가받지 않는 것이 바람직하다.
도 21의 실시예에서는 하부 전극 역할을 하는 배면 섀시(28)가 음향 소자(27)에 비하여 매우 넓어 전선을 연결할 위치가 많으므로, 도 19 및 도 20과 같이 진동 물질층(27-1)의 측면을 따라서 상부에 위치하는 전극 패드(27-21)는 별도로 형성하지 않을 수 있다.
이하에서는 도 22를 통하여 다층의 음향 소자(27)를 살펴본다.
도 22의 실시예에 따른 음향 소자(27)는 3개의 진동 물질층(27-1)과 총 4개의 전극(27-2)을 포함한다. 3개의 진동 물질층(27-1)은 3층 구조로 배열되어 있으며, 3층 구조의 진동 물질층(27-1)의 최 외측 및 그 사이에 총 4개의 전극(27-2)이 위치하고 있다. 총 4개의 전극은 각각 두 개씩 서로 전기적으로 연결되어 있으며, 서로 교대로 배치되어 있다. 맨 아래에 위치하는 전극(27-2)과 맨 위에 위치하는 전극(27-2)은 서로 다른 신호를 인가 받으며, 중간에 위치하는 전극(27-2)은 진동 물질층(27-1)의 측면을 따라서 맨 위의 전극(27-2) 또는 맨 아래의 전극(27-2)과 연결되어 있다. 맨 아래에 위치하는 전극(27-2)은 전극 패드(27-21)를 맨 위에 위치하는 전극(27-2)의 옆에 위치시켜 배선이 용이하게 연결될 수 있도록 구성한다. 그 결과 각 진동 물질층(27-1)은 상하로 접하고 있는 전극(27-2)이 서로 다른 신호를 인가하므로 발생하는 전계에 의하여 진동 물질층(27-1)이 진동하면서 소리를 발생시킨다. 도 22의 실시예는 진동 물질층(27-1)이 3개 존재하여 하나만 존재하는 음향 소자(27)에 비하여 높은 음압을 발생시킬 수 있다.
이하에서는 도 23 및 도 24를 통하여 음향 소자(27)에 신호를 제공하는 앰프(80)에 대하여 살펴본다.
도 23 및 도 24는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에서 앰프를 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(100)에서 앰프(80)는 인쇄 회로 기판(78)상에 위치하고 있다. 앰프(80)는 표시 장치(100)의 화상 표시를 제어하는 신호 제어부(도시하지 않음)의 내부에 위치할 수도 있으며, 별도로 형성될 수도 있다. 도 23 및 도 24에서는 별도로 구성되어 있는 실시예를 도시하고 있다.
앰프(80)의 출력은 연성 회로 기판(79)을 따라 표시 패널(70)로 전달되며, 표시 패널(70)에 형성되어 있는 음향 신호 배선(80-1)을 통하여 음향 소자(27)로 신호가 인가된다.
앰프(80)는 외부로부터 전달받은 음향 신호를 전달받아 이를 증폭하여 음향 신호 배선(80-1)을 통하여 음향 소자(27)로 음향 신호를 전달한다.
이와 같은 앰프(80)는 다양한 집적 회로 구성으로 구현할 수 있는데, 그 중 일 실시예가 도 24에 도시되어 있다.
앰프(80)는 하나의 집적 회로 칩을 포함하며, 그 주변의 코일, 커패시터 및 저항 소자를 더 포함한다. 도 24에 도시되어 있는 구조를 살펴보면, 하나의 집적 회로 칩은 총 16개의 입출력단을 가진다. 각 입출력단은 하나의 전원 전압 입력단(VDD)과, 두 개의 접지 전압 입력단(PGND, SGND), 두 개의 일정 전압 입력단(SW, VBST), 4개의 입력 신호단(IN1+, IN1-, IN2+, IN2-), 2개의 출력 신호단(OUT+, OUT-) 및 4개의 선택 신호 입력단(SHDN, SCL/GAIN, SW/RW, SDA/SEL)이다. 4개의 선택 신호 입력단에 의하여 선택된 신호에 따라서 4개의 입력 신호가 증폭 및 변환되어 두 개의 출력단으로 제공된다.
앰프(80)로 인가되는 음향 신호는 표시 장치 외부로부터 제공되며, 사용자가 휴대하고 다니는 휴대 단말의 경우 휴대 단말의 제어 유닛(MPU)에서 앰프(80)로 음향 신호를 제공할 수 있다.
이하에서는 음향 소자(27)를 사용하여 사용자에게 소리를 제공하는 것 외에 다른 방식으로 사용되는 실시예에 대하여 살펴본다.
도 25 내지 도 29는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치가 사용 가능한 구동 특성을 도시한 도면이다.
먼저, 도 25에서는 음향 소자(27)의 진동 중 가청 주파수가 아닌 주파수를 사용하여 햅틱 기능을 사용할 수 있음을 살펴본다.
음향 소자(27)에 의하여 표시 장치(100)에는 전체적으로 진동이 발생하며, 그 중 가청 주파수가 아닌 낮은 진동도 도 25와 같이 함께 발생된다. 이 주파수는 사용자가 들을 수 없으므로 다른 용도로 사용되더라도 음질에는 영향이 없다. 사용자가 표시 장치(100)를 터치하였을 때 변하는 진동을 감지하여 터치를 감지할 수 있다. 이러한 터치의 감지는 터치가 있는지 없는지 정도의 감지일 수 있으며, 실시예에 따라서는 햅틱(haptic) 기능과 함께 사용될 수도 있다. 즉, 음향 소자(27)가 제공하는 가청 주파수 외의 진동을 사용하여 그 변화를 감지하여 사용자의 터치 여부를 확인하여 햅틱 기능을 구현할 수 있다. 이를 위하여 가청 주파수가 아닌 저주파의 진동을 감지할 수 있는 센서를 추가 구비할 수 있으며, 센서를 이용하여 햅틱을 구현하는 것은 표시 장치(100)에서 화상을 표시하는 신호 제어부나 휴대 단말에서는 휴대 단말의 제어 유닛(MPU)에서 수행될 수 있다.
이하에서는 도 26을 통하여 압력 감지 센서로서의 역할을 살펴본다.
음향 소자(27)에 포함되어 있는 진동 물질층(27-1)은 전계에 의하여 진동하면서 소리를 발생시킨다. 하지만, 진동 물질층(27-1)이 전계없이 진동시키는 경우에는 진동 물질층(27-1)으로부터 전압이 발생한다. 발생하는 전압을 감지하면 진동 물질층(27-1)에 변위가 발생한 것을 확인할 수 있으며, 이는 압력에 의하여 눌리면서 발생한 변위임을 확인하여 압력 감지 역할을 수행할 수 있다.
음향 소자(27)를 이용한 압력 감지에는 음향 소자(27)에서 발생하는 전압을 감지할 수 있는 센서(85)를 추가적으로 포함할 수 있다. 하지만, 실시예에 따라서는 앰프(80)의 구조를 변경하고, 앰프(80)로서의 구동과 센서(85)로서의 구동을 시분할로 구동시켜 하나의 앰프(80)로 압력 센서의 역할도 함께 수행하도록 할 수도 있다.
도 27에서는 사용자의 손의 움직임을 도플러 효과를 이용하여 감지하는 실시예가 도시되어 있다.
표시 장치(100)의 내부에 위치하고 있는 음향 소자(27)에서 가청 주파수가 아닌 고주파 또는 저주파의 음파가 발생될 때, 사용자가 표시 장치(100)의 전면에서 손을 움직이면, 발생한 음파가 변동되면서 휴대 단말의 마이크(130)로 음파가 입력된다. 도 28에서 도시하고 있는 바와 같이 사용자의 손의 움직임에 의한 도플로 효과로 음파는 음압이 강해지거나 약해지면서 마이크(130)로 전달되며, 마이크(130)로 제공된 음파의 변동을 감지하여 사용자의 손의 움직임을 감지하는 모션 센싱이 가능하다.
음향 소자(27)를 사용하여 모션 센싱을 하기 위해서는 마이크(130)가 반드시 필요하며, 마이크(130)를 포함하는 전자 기기에 음향 소자(27)를 포함하는 표시 장치(100)가 사용되는 경우에는 별도의 추가 구성없이 모션 센싱이 가능하다.
도 27에 의한 모션 센싱은 카메라를 사용하는 모션 센싱에 비하여 카메라에 의한 화상 처리가 불필요하고, 마이크(130)로 입력되는 음압만 고려하면 되므로 간단하다는 장점이 있다.
이하에서는 도 29를 통하여 음향 소자(27)를 사용하여 휴대 단말의 배터리 충전에 대하여 살펴본다.
도 26에서 살펴본 바와 같이 음향 소자(27)에 포함되어 있는 진동 물질층(27-1)이 전계없이 진동하는 경우에는 진동 물질층(27-1)으로부터 전압이 발생한다. 이렇게 발생되는 전압을 커패시터나 배터리(87)에 저장하여 배터리의 사용 시간을 증가시킬 수 있다. 일반적으로 사용하는 휴대 단말은 사용자의 이동시에 함께 소지하고 다니기 때문에 일정 수준의 진동에는 노출되어 있다. 그러므로 음향 소자(27)를 포함하는 경우에는 음향 소자(27) 자체적으로 진동하게 되어 전압이 발생되는데, 이를 배터리(87)로 전달하여 배터리(87)가 충전될 수 있도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 휴대 단말을 충전할 수 있는 상황이 아닌 경우 사용자가 음향 소자(27)를 포함하는 휴대 단말을 흔들거나 손가락을 사용하여 수십 내지 수백 차례 터치함으로 인하여 배터리(87)가 충전되는 효과를 가질 수 있다.
이상과 같이 도 25 내지 도 29에서 살펴본 음향 소자(27)의 또 다른 효과는 하나의 음향 소자(27)를 사용하여 음향 소자(27)가 소리를 제공하는 중간에 시분할 구동을 통하여 함께 진행될 수 있다. 뿐만 아니라 별도의 음향 소자(27)를 추가로 형성하고, 음향 소자(27)가 앰프와 연결되지 않고, 별도의 센서나 배터리와 연결되어 감지 동작이나 배터리 충전 동작만 수행하도록 형성할 수 있다.
본 발명에서는 음향 소자(27)가 표시 장치(100)의 내에 위치하고 있는 것으로 기술되어 있지만, 도 25 내지 도 29의 특성을 가지기 위해서는 음향 소자(27)가 표시 장치(100)가 사용되는 휴대 단말의 어딘가에만 있으면 충분하고, 반드시 표시 장치(100)의 내에 위치하여야 하는 것은 아니다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 표시 장치 27: 음향 소자
27-1: 진동 물질층 27-2: 전극
27-21: 전극 패드 28: 배면 섀시
28-1: 돌출 영역 28-2: 오픈부
28-3: 배선 연결부 30: 윈도우
51: 접착제 70: 표시 패널, 표시 패널 어셈블리
70-1: 쿠션 테이프 70-11: 울림 공간
70-12: 고정 돌출부 70-2: 보호 필름
78: 인쇄 회로 기판 79: 연성 회로 기판
80: 앰프 80-1: 음향 신호 배선
85: 센서 87: 배터리
130: 마이크
27-1: 진동 물질층 27-2: 전극
27-21: 전극 패드 28: 배면 섀시
28-1: 돌출 영역 28-2: 오픈부
28-3: 배선 연결부 30: 윈도우
51: 접착제 70: 표시 패널, 표시 패널 어셈블리
70-1: 쿠션 테이프 70-11: 울림 공간
70-12: 고정 돌출부 70-2: 보호 필름
78: 인쇄 회로 기판 79: 연성 회로 기판
80: 앰프 80-1: 음향 신호 배선
85: 센서 87: 배터리
130: 마이크
Claims (23)
- 화상을 표시하는 표시 패널;
소리를 제공하는 음향 소자; 및
상기 표시 패널을 수납하여 상기 표시 패널의 배면을 보호하는 배면 섀시를 포함하며,
상기 음향 소자는 상기 배면 섀시에 부착되어 있으며,
적어도 하나의 오픈부가 상기 음향 소자 주변에 위치하는 표시 장치. - 제1항에서,
상기 적어도 하나의 오픈부는 상기 배면 섀시에 위치하는 표시 장치. - 제1항에서,
상기 음향 소자와 상기 배면 섀시 사이의 공간은 울림통 역할을 하는 표시 장치. - 제3항에서,
상기 배면 섀시는 상기 공간을 구획하는 표시 장치. - 제3항에서,
상기 배면 섀시는 상기 공간에 대응하여 돌출 영역을 가지는 표시 장치. - 제5항에서,
상기 적어도 하나의 오픈부는 상기 돌출 영역에 인접하여 위치하는 표시 장치. - 제6항에서,
상기 적어도 하나의 오픈부는 상기 돌출 영역의 가장자리와 평행하게 배치되어 있는 표시 장치. - 제5항에서,
상기 돌출 영역과 상기 음향 소자는 일대일 대응하는 표시 장치. - 제5항에서,
상기 음향 소자는 상기 돌출 영역내에 위치하는 표시 장치. - 제9항에서,
소리를 제공하며, 상기 배면 섀시에 부착되어 있는 또 다른 음향 소자를 더 포함하며,
상기 배면 섀시는 또 다른 돌출 영역을 가지고, 상기 또 다른 음향 소자는 상기 또 다른 돌출 영역의 내에 위치하는 표시 장치. - 제10항에서,
상기 돌출 영역과 상기 또 다른 돌출 영역은 서로 연결되어 있는 표시 장치. - 제8항에서,
소리를 제공하며, 상기 배면 섀시에 부착되어 있는 또 다른 음향 소자를 더 포함하며,
상기 음향 소자와 상기 또 다른 음향 소자는 동일한 돌출 영역 내에 위치하는 표시 장치. - 제1항에서,
상기 표시 패널은 유기 발광 표시 패널인 표시 장치. - 제1항에서,
상기 음향 소자는 한 쌍의 전극과 그 사이에 위치하는 진동 물질층을 포함하는 표시 장치. - 제7항에서,
상기 음향 소자와 상기 배면 섀시를 부착시키는 접착제를 더 포함하며,
상기 접착제는 비전도성 에폭시를 포함하는 표시 장치. - 제1항에서,
상기 표시 패널은 기판, 인쇄 회로 기판, 및 연성 회로 기판을 포함하며,
상기 표시 패널의 상기 기판은 상기 연성 회로 기판을 통하여 상기 인쇄 회로 기판과 연결되어 있으며,
앰프는 상기 인쇄 회로 기판에 형성되어 있는 표시 장치. - 제1항에서,
상기 음향 소자의 진동 물질층은 가청 주파수 외의 주파수의 진동도 발생시키며,
상기 가청 주파수 외의 주파수의 변화를 감지하여 사용자의 터치를 감지하여 햅틱 기능을 구현한 표시 장치. - 제1항에서,
상기 음향 소자가 외부의 압력에 의하여 생성된 전압을 이용하여 압력 감지를 수행하는 표시 장치. - 제1항에서,
상기 표시 장치는 마이크를 더 포함하며,
상기 음향 소자에서 방출된 가청 주파수 이외의 주파수의 진동이 사용자의 동작에 따른 도플러 효과에 따라 변조된 후 상기 마이크에서 감지하여 사용자의 동작을 감지하는 표시 장치. - 제1항에서,
상기 표시 장치에 전원을 공급하는 배터리를 더 포함하며,
상기 음향 소자가 진동하면서 발생하는 전압을 상기 배터리로 전달하여 상기 배터리를 충전시키는 표시 장치. - 제1항에서,
상기 음향 소자의 개수는 2 이상인 표시 장치. - 제3항에서,
상기 음향 소자의 개수는 2 이상인 표시 장치. - 제22항에서,
상기 2 이상의 음향 소자는 상기 음향 소자와 상기 배면 섀시의 사이에 위치하는 공간에 위치하는 표시 장치.
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|---|---|---|---|---|
| JP2009177751A (ja) | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Taiyo Yuden Co Ltd | 圧電素子、圧電振動板および圧電型電気音響変換器 |
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